專(zhuān)利名稱(chēng)：在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造裝置和制造方法，更具體地，涉及一種具有緊湊結(jié)構(gòu) 的在線(xiàn)型(inline-type)晶圓輸送裝置。
背景技術(shù)：
存在幾種類(lèi)型的傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶圓輸送裝置，這些傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶圓輸送裝置均 具有大的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的簇型(cluster-type)晶圓輸送裝置具有如下結(jié)構(gòu)在位于中央的 機(jī)器手室的周?chē)派錉畹嘏渲枚鄠€(gè)處理模塊。安裝該簇型晶圓輸送裝置要求大的占用空間 (footprint)。此外，每個(gè)處理模塊中每次處理完成時(shí)，晶圓就被暫時(shí)置于緩沖部等并且等 待下一處理，因此，裝置整體的處理速度較慢。此外，在大多數(shù)情況下，由于設(shè)計(jì)的原因，簇 型晶圓輸送裝置中的處理模塊的最大數(shù)量通常被限于5個(gè)或6個(gè)。與簇型裝置的處理速度相比，在線(xiàn)型晶圓輸送裝置具有較高的處理速度。然而，由 于在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的直線(xiàn)結(jié)構(gòu)，難以將在線(xiàn)型晶圓輸送裝置應(yīng)用到最新的半導(dǎo)體制造 設(shè)備的構(gòu)造。此外，在傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置中，當(dāng)在半導(dǎo)體制造過(guò)程中在真空環(huán)境下 輸送晶圓時(shí)，可能存在如下情況由于晶圓輸送裝置的部件之間的摩擦導(dǎo)致產(chǎn)生不期望程 度的粒子。圖1示出了傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的平面圖(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。在晶 圓輸送裝置10中，各處理模塊13a至13g彼此鄰近地配置并且以串聯(lián)的方式連接。各處理 模塊被閘閥(未圖示)分開(kāi)。晶圓被機(jī)器手室11內(nèi)的機(jī)器手12從裝載室14輸送到第一 處理模塊13a并且在各處理模塊中被順次處理。處理后晶圓被機(jī)器手12從最后的處理模 塊13g輸送到卸載室15。不需要用于輸送晶圓的額外機(jī)器手或機(jī)器手室，因此，晶圓輸送裝 置10所需的占用空間較小。圖2示出了圖1所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置10的部分剖視圖。晶圓21被安裝于 承載件23并且從某一處理模塊被輸送到下一處理模塊。在各處理模塊中，晶圓21被升高 基臺(tái)26從承載件23升高并且被處理，然后被再次安裝在承載件23上并且被輸送至下一 處理模塊。借助于諸如輥25等移送機(jī)構(gòu)使承載件23移動(dòng)。當(dāng)晶圓21被輸送至相鄰的下 一處理模塊時(shí)，間閥24被打開(kāi)，從而使相鄰的兩個(gè)處理模塊處于彼此不氣密性地密封的狀 態(tài)。已經(jīng)在某一處理模塊中經(jīng)受過(guò)處理的晶圓21待機(jī)直到下一處理模塊變空。圖3示出了另一傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置30的平面圖(例如，參照專(zhuān)利文 獻(xiàn)2)。在線(xiàn)型晶圓輸送裝置30包括兩個(gè)晶圓傳送盒(front opening unified pods) (F0UP)31a和31b。例如，F(xiàn)0UP 31a具有兩個(gè)裝載室32a和32b，該兩個(gè)裝載室32a和32b均 具有存儲(chǔ)未處理晶圓的盒，F(xiàn)0UP 31b具有兩個(gè)卸載室33a和33b，該兩個(gè)卸載室33a和33b 均具有用于存儲(chǔ)處理后晶圓的盒。晶圓輸送裝置30還包括用于在晶圓的輸送過(guò)程中暫時(shí) 放置晶圓的緩沖室36a至36d。處理時(shí)，晶圓被機(jī)器手室34a內(nèi)的機(jī)器手35a從裝載室32a 或32b內(nèi)的盒輸送至第一緩沖室36a。如示意性示出地那樣，晶圓輸送裝置30包括位于緩 沖室之間的機(jī)器手室38a至38c。在各緩沖室及其相鄰的機(jī)器手室之間以及在各機(jī)器手室及其相鄰的處理模塊之間，如示意性示出地那樣設(shè)置閘閥39。暫時(shí)置于緩沖室36a的晶圓 被機(jī)器手室38a內(nèi)的機(jī)器手輸送至第一處理模塊37a并且在第一處理模塊37a中被處理。 隨后，晶圓再次被機(jī)器手室38a內(nèi)的機(jī)器手輸送至第二處理模塊37b并且在第二處理模塊 37b中被處理。已經(jīng)在第二處理模塊37b中經(jīng)受過(guò)處理的晶圓被機(jī)器手室38a內(nèi)的機(jī)器手 放置在第二緩沖室36b中。進(jìn)一步地，晶圓被第二機(jī)器手室38b內(nèi)的機(jī)器手從緩沖室36b 輸送到第三處理模塊37c。此后，類(lèi)似地，晶圓被從處理模塊37c順次移動(dòng)至處理模塊37f 并且在處理模塊37f中被處理。已經(jīng)在所有的處理模塊中經(jīng)受過(guò)處理的晶圓被暫時(shí)放置在 緩沖室36d中，然后被機(jī)器手室34b內(nèi)的機(jī)器手35b存儲(chǔ)在FOUP 31b的卸載室33a或33b 內(nèi)的盒中。晶圓輸送裝置30具有能夠根據(jù)需要靈活地增加處理模塊的數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)。圖4示出了傳統(tǒng)的簇型晶圓輸送裝置的平面圖(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。晶圓輸 送裝置40包括入口模塊45a，晶圓46經(jīng)由該入口模塊45a從外部被輸入；出口模塊45b， 晶圓46經(jīng)由該出口模塊45b被輸出到外部；輸送室42a和42b，其用于將晶圓輸送到處理模 塊41b、41c、41f和41g ；以及輸送機(jī)器手43a和43b，其分別被設(shè)置在輸送室42a和42b內(nèi)。 主控制器47經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)通信總線(xiàn)48與各處理模塊控制器P、入口模塊45a、出口模塊45b以 及操作器控制面板通信。入口模塊45a內(nèi)的尚未被處理的晶圓46被輸送室42a內(nèi)的輸送 機(jī)器手43a暫時(shí)放置在對(duì)準(zhǔn)器(aligner)44上并且在對(duì)準(zhǔn)器44上調(diào)整晶圓的定向。然后， 對(duì)準(zhǔn)器44上的晶圓被輸送機(jī)器手43a或43b輸送到例如處理模塊41b或41c并且在處理 模塊41b或41c中被處理，然后被再次返回到對(duì)準(zhǔn)器44。在重復(fù)該任務(wù)之后，已經(jīng)在處理模 塊41b、41c、41f和41g經(jīng)受過(guò)處理的晶圓被輸送機(jī)器手43a返回到出口模塊45b。[專(zhuān)利文獻(xiàn)1]美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第2006/0102078號(hào)公報(bào)說(shuō)明書(shū)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第7，210，246號(hào)說(shuō)明書(shū)[專(zhuān)利文獻(xiàn)3]日本特表平1-500072號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，圖1和圖2所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置10需要包括能夠在晶圓輸送裝置10 內(nèi)保持將被處理的晶圓的移動(dòng)式承載件23和用于使承載件23移動(dòng)的諸如輥25等移送機(jī) 構(gòu)。在該情況下，產(chǎn)生如下問(wèn)題晶圓輸送裝置10的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜并且價(jià)格變貴。此外，承 載件23在諸如輥25等移送機(jī)構(gòu)上移動(dòng)，因此，由于這些部件之間的摩擦導(dǎo)致很容易產(chǎn)生粒 子。粘到晶圓輸送裝置10內(nèi)的被輸送的晶圓20的粒子使得形成于晶圓的膜的品質(zhì)劣化。圖3所示的傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置30需要用于暫時(shí)放置晶圓的緩沖室36a 至36d，使裝置變得更加復(fù)雜。此外，由于這些緩沖室，晶圓輸送裝置30所需的占用空間變 得較大。此外，如果試圖實(shí)現(xiàn)不使用緩沖室36a至36d的晶圓輸送裝置30，則需要將例如已 經(jīng)在第二處理模塊37b中經(jīng)受過(guò)處理的晶圓從機(jī)器手室38a直接傳送至下一機(jī)器手室38b。 也就是，需要在機(jī)器手之間傳送晶圓。如果采用這樣的結(jié)構(gòu)，晶圓輸送裝置30的操作精度 和可靠性降低。傳統(tǒng)的簇型晶圓輸送裝置40具有以位于中央的輸送室42a和42b為中心放射狀 地配置處理模塊的結(jié)構(gòu)，因此，產(chǎn)生占用空間大的問(wèn)題。此外，對(duì)于簇型晶圓輸送裝置40，在 將晶圓輸送至各處理模塊之前需要將晶圓暫時(shí)放置在對(duì)準(zhǔn)器44上。需要該對(duì)準(zhǔn)器44使得 整個(gè)裝置的占用空間進(jìn)一步增大。然后，每次處理完成后，晶圓就需要被放置于對(duì)準(zhǔn)器44，因此，需要復(fù)雜的輸送任務(wù)。為了解決上述傳統(tǒng)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種能夠抑制粒子的產(chǎn)生、避免復(fù) 雜輸送機(jī)構(gòu)并且具有小占用空間的簡(jiǎn)單構(gòu)造的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)晶圓輸送裝置具有如下結(jié)構(gòu)用于從外部 輸入未處理晶圓以及將處理后晶圓輸出到外部的裝載鎖定室、被連接到所述裝載鎖定室的 第一端輸送室、至少一個(gè)中間輸送室、多組處理模塊、以及被布置在與所述裝載鎖定室所在 側(cè)相反的一側(cè)的端部的第二端輸送室被串聯(lián)連接，其中，各組處理模塊均由被設(shè)置成彼此 相鄰并且能夠獨(dú)立進(jìn)行處理的一對(duì)處理模塊構(gòu)成，分別在所述第一端輸送室和所述中間輸 送室之間、在所述中間輸送室之間、以及在所述中間輸送室和所述第二端輸送室之間各配 置一組處理模塊來(lái)配置各組處理模塊。所述第一端輸送室、所述中間輸送室和所述第二端輸送室均可以具有能夠同時(shí)輸 送至少兩個(gè)晶圓的輸送機(jī)構(gòu)。第一端輸送室和第二端輸送室也可以被構(gòu)造成均具有至少一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)并至少 具有彼此垂直的第一側(cè)面和第二側(cè)面。各中間輸送室也可以被構(gòu)造成具有至少一個(gè)輸送機(jī) 構(gòu)并且具有大致方形的平面形狀和四個(gè)表面。各處理模塊也可以被構(gòu)造成至少具有彼此垂 直的第一側(cè)面和第二側(cè)面。在這種情況下，所述第一端輸送室的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別被連接到構(gòu)成第一 組處理模塊的一個(gè)處理模塊的第一側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第一側(cè)面。各中間輸送室的第 一側(cè)面和第二側(cè)面分別被連接到位于該中間輸送室的前方且與該中間輸送室最接近的處 理模塊組中的一個(gè)處理模塊的第二側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第二側(cè)面。各中間輸送室的第 三側(cè)面和第四側(cè)面分別被連接到位于該中間輸送室的后方且與該中間輸送室最接近的處 理模塊組中的一個(gè)處理模塊的第一側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第一側(cè)面。所述第二端輸送室 的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別被連接到位于該第二端輸送室的前方且與該第二端輸送室最 接近的處理模塊組中的一個(gè)處理模塊的第二側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第二側(cè)面。輸送室和處理模塊可以被構(gòu)造成具有例如方形和圓形等各種平面形狀，并且如上 所述構(gòu)造的側(cè)面不是必須的。屬于每組處理模塊的處理模塊對(duì)可以被構(gòu)造成經(jīng)由方向彼此 垂直的兩個(gè)閘閥中的一個(gè)閘閥被連接到與該處理模塊相鄰的輸送室中的一個(gè)輸送室，并且 經(jīng)由另一個(gè)閘閥被連接到與該處理模塊相鄰的另一個(gè)輸送室。所述第一端輸送室的第一和第二側(cè)面、所述中間輸送室的第一至第四側(cè)面、所述 第二端輸送室的第一和第二側(cè)面、以及所述處理模塊的第一和第二側(cè)面均具有允許晶圓通 過(guò)的水平縫。此外，所述處理模塊具有用于放置晶圓的臺(tái)。在中間輸送室具有大致方形的平面形狀的上述結(jié)構(gòu)中，如果假定第一端輸送室、 中間輸送室和第二端輸送室的總數(shù)為m，則處理模塊的最大數(shù)量n被表示為n = 2 (m-1)。經(jīng)由間閥連接裝載鎖定室、第一端輸送室、中間輸送室、處理模塊以及第二端輸送室。裝載鎖定室可以包括輸送機(jī)構(gòu)以及第一緩沖室和第二緩沖室。在這種情況下，第 一端輸送室被構(gòu)造成具有大致方形的平面形狀和四個(gè)側(cè)面。第一端輸送室的第三側(cè)面和第 四側(cè)面分別被連接到第一緩沖室和第二緩沖室。由第一端輸送室的輸送機(jī)構(gòu)將未處理晶圓 從第一緩沖室輸入到被連接于第一端輸送室的一個(gè)處理模塊。由第一端輸送室的輸送機(jī)構(gòu)將處理后晶圓從被連接于第一端輸送室的另一個(gè)處理模塊輸出到第二緩沖室。即使當(dāng)?shù)谝?端輸送室具有圓形平面形狀或者除了方形之外的平面形狀，也僅需要將第一端輸送室連接 到裝載鎖定室的第一緩沖室和第二緩沖室的每一方。根據(jù)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了能夠抑制粒子的產(chǎn)生、避免復(fù)雜輸送機(jī)構(gòu)并且具有小占用空 間的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置。


圖1是傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的平面圖。圖2是圖1所示的傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的部分剖視圖。圖3是另一傳統(tǒng)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的平面圖。圖4是傳統(tǒng)的簇型晶圓輸送裝置的平面圖。圖5是本發(fā)明的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的平面圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的實(shí)施方式的平面圖。圖7是根據(jù)本實(shí)施方式的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的另一構(gòu)成例的平面圖。圖8是示出當(dāng)在與圖6的晶圓輸送裝置的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行具體處理時(shí)的構(gòu) 成例的圖。圖9是示出當(dāng)在與圖7的晶圓輸送裝置的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)中增加處理模塊和中間 輸送室的數(shù)量時(shí)的構(gòu)成例的圖。圖10是示出與圖6中的晶圓輸送裝置的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)的具體示例的圖。圖11是示出利用與圖7所述的實(shí)施方式類(lèi)似的本實(shí)施方式中的在線(xiàn)型晶圓輸送 裝置進(jìn)行實(shí)際處理的情況的圖。圖12是示出在為圖11所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn)一步增加兩個(gè)處理模塊和一 個(gè)中間輸送室之后進(jìn)行實(shí)際處理的情況的圖。圖13是示出利用與圖12中的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn) 行實(shí)際處理的情況的圖。圖14是示出利用與圖10所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置 進(jìn)行實(shí)際處理的情況的圖。圖15是示出利用與圖14中的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn) 行實(shí)際處理的情況的圖。圖16是示出利用與圖14中的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn) 行實(shí)際處理的情況的圖。圖17是示出利用與圖14中的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn) 行實(shí)際處理的情況的圖。圖18是示出利用與圖14中的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn) 行實(shí)際處理的情況的圖。圖19是示出利用具有圖14所示的結(jié)構(gòu)的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn)行實(shí)際處理的情 況的圖，在該結(jié)構(gòu)中，處理模塊的數(shù)量是八個(gè)，中間輸送室的數(shù)量是三個(gè)。圖20是示出當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的晶圓輸送裝置中使用第二端輸送室時(shí)以及當(dāng)不使 用第二端輸送室時(shí)的晶圓輸送裝置的吞吐量(throughput)和處理時(shí)間的關(guān)系的比較的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10:晶圓輸送裝置11 輸送室12 機(jī)器手13a-13g 處理模塊14 裝載室15:卸載室21:晶圓23 承載件24 閘閥25 輥26 升高基臺(tái)30:晶圓輸送裝置3la、3lb :F0UP32a、32b 裝載室33a、33b 處理模塊34a、34b:輸送室35a、35b 機(jī)器手36a-36d 緩沖室37a-37f 處理模塊38a-38c 輸送室39 閘閥40:晶圓輸送裝置41b、41c、41f、41g 處理模塊42a、42b 輸送室43a、43b 輸送機(jī)器手44:對(duì)準(zhǔn)器45a:入 口模塊45b:出 口模塊46:晶圓47 主控制器48 標(biāo)準(zhǔn)通信總線(xiàn)50:晶圓輸送裝置51 裝載鎖定室52a-52d 處理模塊54a 第一端輸送室54b:中間輸送室54c 第二端輸送室
55a-55c 輸送機(jī)構(gòu)56a_56j:閘閥60:晶圓輸送裝置61 :F0UP61a 裝載室61b 卸載室62a-62d 處理模塊64a 第一端輸送室
64b-64d 中間輸送室64e 第二端輸送室65a-65e 輸送機(jī)構(gòu)66 閘閥70:晶圓輸送裝置71 裝載鎖定室71a 裝載室71b 卸載室71c 輸送機(jī)構(gòu)71d、72e 緩沖室72a-72d:處理模塊74a:第一端輸送室74b:中間輸送室74c 第二端輸送室75a:輸送機(jī)構(gòu)80:晶圓輸送裝置81 :F0UP81a:裝載室81b 卸載室82a-82h:處理模塊84a:第一端輸送室84b_84d 中間輸送室84e:第二端輸送室87:陰極電極90:晶圓輸送裝置91:裝載鎖定室91d、92e:緩沖室91f:輸送室92a:處理模塊98:空間100、110、120、130、140、150、160、170、180、190 晶圓輸送裝置
101a、llla、121a、131a、141a、151a、161a、171a、181a、191a 裝載室101b、lllb、121b、131b、141b、151b、161b、171b、181b、191b 卸載室102a_102d、112a_112d、122a_122f、132a_132f、142a_142f、152a_152 j、 162a-162j、172a-172j、182a_182j、192a_192j 處理模塊105a、105b:臂107:陰極電極114a:第一端輸送室115a 第一晶圓保持部件124d:第二端輸送室125a:輸送機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施例方式圖5是本發(fā)明的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的平面圖。晶圓輸送裝置50包括裝載鎖定 室51、第一端輸送室54a、一組第一處理模塊52a和第二處理模塊52b、中間輸送室54b、一 組第三處理模塊52c和第四處理模塊52d、以及第二端輸送室54c。第二端輸送室54c被布 置在晶圓輸送裝置50的位于與裝載鎖定室51所在側(cè)相反的一側(cè)的端部，并且在第二端輸 送室54c之后沒(méi)有布置其它部件。裝載鎖定室51被構(gòu)造成從外部(大氣側(cè))輸入未處理晶圓以及將處理后晶圓輸 出到外部(大氣側(cè))，并且裝載鎖定室51包括排氣機(jī)構(gòu)(未示意性示出)。裝載鎖定室51 可以包括多個(gè)裝載/卸載室(未示意性示出)，該裝載/卸載室被構(gòu)造成從外部(大氣側(cè)) 輸入未處理晶圓以及將處理后晶圓輸出到外部(大氣側(cè))。在這種情況下，當(dāng)各處理模塊 中的處理返回到裝載鎖定室51時(shí)，利用輸送機(jī)構(gòu)55a從一個(gè)裝載/卸載室輸入到處理模塊 52a中的晶圓被送到相同的裝載/卸載室或者另一個(gè)裝載/卸載室并被輸出到外部。第一端輸送室54a、中間輸送室54b和第二端輸送室54c分別包括用于輸送晶圓的 輸送機(jī)構(gòu)55a、55b和55c。輸送機(jī)構(gòu)55a至55c均被構(gòu)造成具有用于移動(dòng)晶圓的臂的機(jī)器 手。第一端輸送室54a經(jīng)由閘閥56a和56b被連接到裝載鎖定室51。在第一端輸送室 54a和中間輸送室54b之間，并列地配置一對(duì)第一處理模塊52a和第二處理模塊52b。第一 處理模塊52a分別經(jīng)由閘閥56c和56e被連接到第一端輸送室54a和中間輸送室54b。第 二處理模塊52b分別經(jīng)由閘閥56d和56f被連接到第一端輸送室54a和中間輸送室54b。 第一處理模塊52a和第二處理模塊52b被構(gòu)造成能夠彼此獨(dú)立地處理晶圓。圖5所示的晶圓輸送裝置50包括一個(gè)中間輸送室和兩組處理模塊，但是，本實(shí)施 方式不限于這種結(jié)構(gòu)。根據(jù)需要的處理數(shù)量，晶圓輸送裝置50可以包括多個(gè)中間輸送室和 三組以上的處理模塊。即，在第一端輸送室和第一個(gè)中間輸送室之間、在中間輸送室之間以 及在最后一個(gè)中間輸送室和第二端輸送室之間分別配置一對(duì)能夠獨(dú)立處理的處理模塊。未處理晶圓被從外部輸入到裝載鎖定室51的裝載室(未示意性示出)。打開(kāi)閘閥 56a和56c并且由輸送機(jī)構(gòu)55a將晶圓從裝載鎖定室51輸送到第一處理模塊52a。關(guān)閉已 經(jīng)被打開(kāi)的閘閥56a和56c并且在第一處理模塊52a內(nèi)處理晶圓。當(dāng)處理完成時(shí)，打開(kāi)閘 閥56e和56g并且由輸送機(jī)構(gòu)55b將晶圓從第一處理模塊52a輸送到第三處理模塊52c。關(guān)閉已經(jīng)被打開(kāi)的閘閥56e和56g并且在第三處理模塊52c內(nèi)處理晶圓。本實(shí)施方式中的晶圓輸送裝置的特征在于設(shè)置第二端輸送室(圖5中的54c)， 該第二端輸送室被連接到最后組處理模塊(圖5中的第三處理模塊52c和第四處理模塊 52d)的位于與裝載鎖定室51所在側(cè)相反的一側(cè)。該第二端輸送室位于晶圓輸送裝置的端 部。利用這種結(jié)構(gòu)，可以由第二端輸送室54c內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)55c將如上所述在第一處 理模塊52a和第三處理模塊52c中處理過(guò)的晶圓輸送到與第三處理模塊52c平行配置的第 四處理模塊52d。在操作中，在打開(kāi)閘閥56i和56 j之后，輸送機(jī)構(gòu)55c將第三處理模塊52c 內(nèi)的晶圓移動(dòng)到第四處理模塊52d。關(guān)閉已經(jīng)被打開(kāi)的閘閥56i和56j并且在第四處理模 塊52d內(nèi)處理晶圓。當(dāng)處理完成時(shí)，打開(kāi)閘閥56h和閘閥56f并且由輸送機(jī)構(gòu)55b將晶圓 輸送到第二處理模塊52b。關(guān)閉已經(jīng)被打開(kāi)的閘閥56h和56f并且在第二處理模塊52b內(nèi) 處理晶圓。當(dāng)處理完成時(shí)，打開(kāi)閘閥56d和56b并且由輸送機(jī)構(gòu)55a將處理后晶圓輸送到 裝載鎖定室51，并且將該晶圓從卸載室(未示意性示出)輸出到外部。在本實(shí)施方式中，也可以在由中間輸送室54b將在處理模塊52a中經(jīng)受過(guò)處理的 晶圓輸送到處理模塊52c并且在處理模塊52c中處理該晶圓的同時(shí)，由第一端輸送室54a 將未處理晶圓從裝載室(未示意性示出)輸送到處理模塊52a，因此，提高了裝置整體的處 理速度。在本實(shí)施方式中，也可以將輸送機(jī)構(gòu)55a至55c構(gòu)造成能夠同時(shí)輸送至少兩個(gè)晶 圓。例如，輸送機(jī)構(gòu)55a至55c均被構(gòu)造成具有兩個(gè)能夠獨(dú)立操作的臂的晶圓保持部件。利 用這種結(jié)構(gòu)，例如可以利用輸送機(jī)構(gòu)55a的一個(gè)臂將未處理晶圓從裝載鎖定室51輸送到第 一處理模塊52a并且同時(shí)利用輸送機(jī)構(gòu)55a的另一個(gè)臂將處理后晶圓從第二處理模塊52b 輸送到裝載鎖定室51。因此，提高了裝置整體的吞吐量。本實(shí)施方式的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置不需要例如圖2所示的承載件23和輥25等移 送機(jī)構(gòu)。因此，在晶圓的輸送過(guò)程中不容易產(chǎn)生粒子。此外，與如圖3所示的使用緩沖室的 輸送裝置相比，該晶圓輸送裝置具有較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和較小的占用空間。此外，不需要機(jī)器手 在機(jī)器手之間直接傳送晶圓，因此，可以實(shí)現(xiàn)具有高可靠性的晶圓輸送裝置。另外，與圖4 所示的簇型輸送裝置相比，該晶圓輸送裝置具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和小的占用空間。如上所 述，根據(jù)本發(fā)明，可以綜合地解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題。第一實(shí)施方式圖6是根據(jù)本發(fā)明的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置的實(shí)施方式的平面圖。晶圓輸送裝置60 包括代替圖5中的裝載鎖定室51的F0UP(晶圓傳送盒)61，該F0UP 61包括裝載室61a和 卸載室61b。F0UP 61被連接到第一端輸送室64a。當(dāng)然，也可以使用裝載鎖定室51來(lái)代替 F0UP 61。除了上述F0UP 61之外，晶圓輸送裝置60包括第一端輸送室64a ；四組處理模塊 對(duì)(第一處理模塊62a和第二處理模塊62b、第三處理模塊62c和第四處理模塊62d、第五 處理模塊62e和第六處理模塊62f、以及第七處理模塊62g和第八處理模塊62h)；中間輸送 室64b、64c和64d;以及第二端輸送室64e。如在圖5中那樣，經(jīng)由閘閥66連接各部件。通 過(guò)設(shè)置閘閥，可以減少在處理模塊之間混入的異物的數(shù)量。晶圓輸送裝置60中的各部件之間的基本的連接關(guān)系與晶圓輸送裝置50中的各部件之間的基本的連接關(guān)系相同，并且晶圓輸送裝置60的特征在于設(shè)置第二端輸送室64e， 該第二端輸送室64e被連接到最后一組處理模塊(圖6中的第七處理模塊62g和第八處理 模塊62g)的位于與F0UP 61所在側(cè)相反的一側(cè)。第二端輸送室64e位于晶圓輸送裝置60 的端部。除了該特征之外，晶圓輸送裝置60的顯著特征在于各部件的形狀。如圖6所示， 各中間輸送室64b至64d優(yōu)選具有當(dāng)從上方看時(shí)為大致方形的平面形狀。例如，各中間輸 送室的平面形狀為大致方形并且各中間輸送室被布置成使得方形的各邊相對(duì)于晶圓輸送 裝置60的縱向(圖6中的水平方向)形成大約45°的角度。中間輸送室64b至64d在垂 直于圖6中的紙面的方向上均具有四個(gè)側(cè)面并且每個(gè)側(cè)面均經(jīng)由閘閥66被連接到與該中 間輸送室相鄰的處理模塊。例如，每個(gè)側(cè)面可以包括允許晶圓通過(guò)的水平縫(slit)。除了連接到F0UP 61的側(cè)面之外，第一端輸送室64a具有用于連接到屬于與第一 端輸送室64a相鄰的一組處理模塊對(duì)的第一處理模塊62a和第二處理模塊62b中的每一方 的兩個(gè)側(cè)面。這兩個(gè)側(cè)面可以包括允許晶圓通過(guò)的水平縫。此外，這兩個(gè)側(cè)面被構(gòu)造成形 成一個(gè)角度，以不留額外間隙地配置第一端輸送室64a、第一處理模塊62a和第二處理模塊 62b、以及第一中間輸送室64b。優(yōu)選地，由于第一中間輸送室64b具有大致方形的平面形 狀，因此，所述角度為大約90°。各處理模塊62a至62h均具有用于連接到與該處理模塊相鄰的第一端輸送室64a、 中間輸送室64b至64d或第二端輸送室64e的兩個(gè)側(cè)面。這兩個(gè)側(cè)面可以包括允許晶圓通 過(guò)的水平縫。此外，這兩個(gè)側(cè)面被構(gòu)造成形成一個(gè)角度，以不留額外間隙地配置各輸送室和 各處理模塊。例如，所述角度為大約90°。處理模塊62a至62h不是必須具有大致方形的 平面形狀，而是可以具有例如圖6所示的附圖標(biāo)記62e等各種平面形狀。第二端輸送室64e至少具有用于連接到屬于與該第二端輸送室相鄰的一組處理 模塊對(duì)的兩個(gè)處理模塊62g和62h的兩個(gè)側(cè)面。這兩個(gè)側(cè)面可以包括允許晶圓通過(guò)的水平 縫。此外，這兩個(gè)側(cè)面被構(gòu)造成形成一個(gè)角度，以不留額外間隙地配置第二端輸送室64e和 與該第二端輸送室相鄰的兩個(gè)處理模塊62g和62h。例如，所述角度為大約90°?？梢詫⑤斔褪液吞幚砟K構(gòu)造成具有例如方形和圓形等各種平面形狀并且具有 上述結(jié)構(gòu)的側(cè)面不是必須的。僅需要將該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成使得屬于每組處理模塊的處理模塊對(duì) (例如，圖6中的62a和62b)分別經(jīng)由方向彼此垂直的兩個(gè)閘閥中的一個(gè)閘閥被連接到與 該處理模塊相鄰的輸送室中的一個(gè)輸送室(例如，圖6中的64a)并且經(jīng)由兩個(gè)閘閥中的另 一個(gè)閘閥被連接到與該處理模塊相鄰的另一個(gè)輸送室(例如，圖6中的64b)。 處理模塊62a至62h被構(gòu)造成能夠進(jìn)行例如蝕刻處理、物理氣相沉積(PVD)處理、 化學(xué)氣相沉積(CVD)處理、熱處理、對(duì)準(zhǔn)(定位)處理等。如圖6所示，可以將本實(shí)施方式 中的晶圓輸送裝置構(gòu)造成在與現(xiàn)有技術(shù)相比保持小的占用空間的同時(shí)，通過(guò)不留間隙地 配置具有緊湊結(jié)構(gòu)的輸送室和處理模塊而包括多個(gè)輸送室。在每個(gè)處理模塊中處理時(shí)，晶圓被放置在處理模塊內(nèi)的臺(tái)(step)上。在本實(shí)施方 式中，每個(gè)輸送室僅將晶圓從某一處理模塊移動(dòng)到下一個(gè)處理模塊，并不需要復(fù)雜的晶圓 輸送。此外，不是必須沿著輸送路徑的路線(xiàn)布置用于暫時(shí)放置晶圓的緩沖室。在本實(shí)施方式中，也可以在由中間輸送室65b將在處理模塊62a中經(jīng)受過(guò)處理的 晶圓輸送到處理模塊62c并且在處理模塊62c中處理該晶圓的同時(shí)，由第一端輸送室64a將未處理晶圓從裝載室61a輸送到處理模塊62a，因此，提高了裝置整體的處理速度。隨后，各輸送機(jī)構(gòu)也可以被構(gòu)造為具有兩個(gè)能夠同時(shí)獨(dú)立操作的臂且同時(shí)被構(gòu)造 成能夠同時(shí)輸送至少兩個(gè)晶圓。利用這種結(jié)構(gòu)，與例如圖4所示的傳統(tǒng)的晶圓輸送裝置相 比，本實(shí)施方式中的晶圓輸送裝置可以實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量。利用如圖6所示的結(jié)構(gòu)，可以被配置在晶圓輸送裝置中的處理模塊的最大數(shù)量n 可以被表示為n = 2(m-l)。這里，m是輸送室(第一端輸送室、中間輸送室以及第二端輸送 室)的數(shù)量。圖7示出了根據(jù)本實(shí)施方式的晶圓輸送裝置的另一構(gòu)成例的平面圖。晶圓輸送裝 置70包括裝載鎖定室71、第一端輸送室74a、一個(gè)中間輸送室74b、第二端輸送室74c、以及 第一至第四處理模塊72a至72d。裝載鎖定室71包括裝載室71a、卸載室71b、輸送機(jī)構(gòu)71c、第一緩沖室71d和第二 緩沖室72e。第一端輸送室74a具有大致方形的平面形狀，并且除了連接到處理模塊72a和 72b的第一側(cè)面和第二側(cè)面之外，第一端輸送室74a還具有分別連接到裝載鎖定室71的第 一緩沖室71d和第二緩沖室71e的第三側(cè)面和第四側(cè)面。由輸送機(jī)構(gòu)71c將未處理晶圓從 外部輸入到裝載室71a并且將該晶圓放置在緩沖室71d中。利用第一端輸送室74a的輸送 機(jī)構(gòu)75a將該晶圓從緩沖室71d輸送到第一處理模塊72a。此后，以與圖6類(lèi)似方式被輸送 并且經(jīng)受過(guò)處理的處理后晶圓被輸送機(jī)構(gòu)75a從第二處理模塊72b輸入到第二緩沖室71e 中，并且被裝載鎖定室71中的輸送機(jī)構(gòu)71c進(jìn)一步輸送到卸載室71b并且被輸出到外部。 晶圓輸送裝置70也顯示出與圖6中的晶圓輸送裝置60的效果相同的效果。即使第一端輸送室74a具有圓形平面形狀或者除了方形之外的平面形狀，也可以 在圖6中應(yīng)用裝載鎖定室71。在這種情況下，第一端輸送室74a經(jīng)由具有彼此垂直的方向 的兩個(gè)間閥被連接到例如第一緩沖室和第二緩沖室的每一方。圖8示出了當(dāng)在與圖6中的晶圓輸送裝置60的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行具體處理 時(shí)的構(gòu)成例。在圖8中，各晶圓通過(guò)多個(gè)處理模塊82a至82h并且在經(jīng)過(guò)處理之后返回到 F0UP 81。作為示例，在圖8中，第一處理模塊82a是用于清潔晶圓的污染物的熱處理模塊， 第三處理模塊82c是用于去除晶圓上的氧化物的蝕刻模塊。此外，第五處理模塊82e是具 有陰極電極87的PVD模塊，該陰極電極87保持四個(gè)靶材，用于通過(guò)同時(shí)濺射或至少按順序 的成膜處理在晶圓上形成不同材料的膜。第七處理模塊82g和第八處理模塊82h均是具有 單一靶材的PVD模塊。第六處理模塊82f和第二處理模塊82b均是具有兩個(gè)靶材的PVD模 塊。第四處理模塊82d是用于對(duì)準(zhǔn)(定位)晶圓或者進(jìn)行熱處理的緩沖模塊。如示意性示出地那樣，各處理模塊具有不同的尺寸，然而，各處理模塊的被連接到 與該處理模塊相鄰的輸送室的兩個(gè)側(cè)面被構(gòu)造成能夠?qū)崿F(xiàn)側(cè)面和輸送室之間的不留額外 的間隙的配置。這些側(cè)面均可以包括在晶圓的輸送過(guò)程中允許晶圓通過(guò)的縫。優(yōu)選地，各 處理模塊內(nèi)的臺(tái)相對(duì)于這些縫被配置在上下方向上的相同位置。因此，更容易由輸送機(jī)構(gòu) 輸送晶圓。對(duì)于大尺寸的處理模塊，也可以將與該處理模塊相鄰的至少一個(gè)輸送室的尺寸 構(gòu)造成比與該處理模塊相鄰的另一個(gè)輸送室的尺寸小。為了獲得高的吞吐量，需要使各處理模塊中的處理時(shí)間基本上相等。當(dāng)在整個(gè)晶 圓輸送裝置80中處理一個(gè)晶圓所需的節(jié)拍時(shí)間(tact time)是36秒時(shí)，晶圓輸送裝置80 的吞吐量是lOOpph，一小時(shí)能處理100個(gè)晶圓。當(dāng)節(jié)拍時(shí)間是12秒時(shí)，吞吐量是300pph，一小時(shí)能處理300個(gè)晶圓。此外，如果各輸送室均被構(gòu)造成具有能夠同時(shí)輸送兩個(gè)晶圓的兩個(gè)獨(dú)立臂，則可 以進(jìn)一步減少輸送時(shí)間，因此，提高了吞吐量。在這種情況下，例如，在由第一中間輸送室 84b內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)的一個(gè)臂將晶圓從第一處理模塊82a輸送到第三處理模塊82c的同時(shí)，由 第一中間輸送室84b內(nèi)的另一個(gè)臂將另一個(gè)晶圓從第四處理模塊82d輸送到第二處理模塊 82b。與圖6所示的例子相比，圖8所示的晶圓輸送裝置80使用了多種處理模塊并且無(wú) 論處理模塊的形狀如何都能夠連續(xù)進(jìn)行八種處理，并且顯示出吞吐量高的獨(dú)特效果。如果 處理模塊和輸送室的數(shù)量進(jìn)一步增加，則可以對(duì)晶圓連續(xù)地進(jìn)行更多種類(lèi)的處理。圖9示出了在與晶圓輸送裝置70的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)中增加處理模塊和中間輸送 室的數(shù)量的構(gòu)成例。如上所述，可以使用例如圖9中的92a等多種處理模塊?？梢耘渲玫?處理模塊的最大數(shù)量n被表示為n = 2(m-l)。這里，m是包括F0UP 91內(nèi)的輸送室91f 的 輸送室的數(shù)量。在圖9中的晶圓輸送裝置90中，在緩沖室91d和91e之間具有空間98，因此可以 向該部分增加例如對(duì)準(zhǔn)器等部件。圖10示出了具體表示與圖6中的晶圓輸送裝置60的結(jié)構(gòu)類(lèi)似的結(jié)構(gòu)的示例。晶 圓輸送裝置100包括10個(gè)處理模塊，該處理模塊具有保持各種靶材材料的兩個(gè)或四個(gè)陰極 電極107。此外，各輸送室具有包括兩個(gè)臂105a和105b的雙臂結(jié)構(gòu)。如圖中帶箭頭的虛 線(xiàn)所示，晶圓被從裝載室101a輸送到卸載室101b并且在各處理模塊中被處理。雙臂結(jié)構(gòu) 使得可以在利用一個(gè)臂105a將晶圓從第一處理模塊102a輸送到第三處理模塊102c的同 時(shí)，將另一個(gè)晶圓從第四處理模塊102d輸送到第二處理模塊102b。因此，提高了晶圓輸送 裝置100整體的吞吐量。圖11示出了利用與圖7所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置類(lèi)似的本實(shí)施方式中的在 線(xiàn)型晶圓輸送裝置110進(jìn)行實(shí)際處理的情況。假設(shè)在晶圓上形成用于半導(dǎo)體器件的例如 LaHfOx和LaAlox等絕緣膜。首先，在未處理晶圓被從裝載室111a的外部(大氣側(cè))輸入到裝載室111a時(shí)，利 用排氣機(jī)構(gòu)(未示意性示出)對(duì)裝載室111a進(jìn)行排氣。接著，利用構(gòu)成第一端輸送室114a 內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)的第一晶圓保持部件115a將未處理晶圓輸入到第一處理模塊112a，并且進(jìn) 行晶圓的脫氣處理或者晶圓的預(yù)清潔。接著，在第三處理模塊112c內(nèi)，通過(guò)RF濺射在晶圓 上形成LaHfOx膜、LaAlOx膜、或者這些膜的層疊膜。例如，第三處理模塊112c的內(nèi)部包括 保持靶材材料LaHfOx或LaAlOx的陰極電極。當(dāng)例如氬(Ar)氣等氣體經(jīng)由氣體導(dǎo)入口(未 示意性示出)被導(dǎo)入到第三處理模塊112c中并且接著向上述陰極電極施加RF電力時(shí)，在 處理模塊112c內(nèi)產(chǎn)生等離子體。從等離子體引出的氬離子等與靶材碰撞，并且在晶圓上形 成作為濺射粒子的期望膜。如果需要，在第四處理模塊112d內(nèi)對(duì)晶圓進(jìn)行UHV退火并且隨 后在第二處理模塊112b內(nèi)對(duì)晶圓進(jìn)行預(yù)定處理之后，從卸載室111b輸出最后被處理的晶 圓。圖12示出了在為圖11所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置進(jìn)一步增加第五處理模塊122e 和第六處理模塊122f以及一個(gè)中間輸送室之后進(jìn)行實(shí)際處理的情況。假設(shè)用于形成配線(xiàn) 用A1膜的順序的流程，該配線(xiàn)用A1膜包括用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的通孔填充(via holefilling)。膜結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成例如 Ti (20nm) /TiN(60nm) /Seed-Al (200nm) /Fill-Al (450nm)。首先，將未處理晶圓從外部(大氣側(cè))輸入到裝載室121a并且對(duì)裝載室121a進(jìn) 行排氣。接著，在將未處理晶圓輸入到第一處理模塊122a之后進(jìn)行晶圓的脫氣處理，并且 在第三處理模塊122c內(nèi)進(jìn)行晶圓表面的預(yù)清潔。接著，將晶圓輸入到第五處理模塊122e， 順次形成鈦膜(例如，20nm)和TiN膜(例如，60nm)。接著，利用第二端輸送室124d內(nèi)的 輸送機(jī)構(gòu)125a將晶圓從第五處理模塊122e輸入到第六處理模塊122f并且形成Seed-Al 膜(例如，200nm)。接著，將晶圓從第六處理模塊122f輸入到第四處理模塊122d并且形成 Fill-Al膜(例如，450nm)。接著，將晶圓從第四處理模塊122d輸入到第二處理模塊122b 并且在冷卻之后將上述晶圓從卸載室輸出到外部(大氣側(cè))。在圖12中，在122e中形成厚 度為20nm的Ti膜，在122f中形成厚度為200nm的Seed-Al膜，然而，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模 塊122e，也可以在第一個(gè)處理模塊122e中形成厚度為lOnm的Ti膜且在第二個(gè)處理模塊 122e中形成厚度為lOnm的Ti膜，于是形成總厚度為20nm的Ti膜。例如，如果122e中的 膜形成需要兩分鐘且122f中的膜形成需要一分鐘，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模塊122e，晶圓可以 不用等待處理，結(jié)果，可以提高吞吐量。圖13示出了利用與圖12類(lèi)似的晶圓輸送裝置130進(jìn)行實(shí)際處理的情況。假設(shè)的 處理是在不使磁性層疊膜暴露于大氣的情況下蝕刻該磁性層疊膜之后通過(guò)CVD形成覆蓋 膜的處理/膜形成連續(xù)處理。例如，待蝕刻的膜結(jié)構(gòu)是PR/Ta/TMR。從外部輸入的未處理晶 圓被從裝載室131a輸送到第一處理模塊132a。首先，如果需要，在第一處理模塊132a中 進(jìn)行第一抗蝕劑(resist)的修整，在第三處理模塊132c中使用該抗蝕劑作為掩模利用CF4 系氣體對(duì)Ta膜進(jìn)行反應(yīng)離子蝕刻(RIE)。此外，為了剝離抗蝕劑，在同一處理模塊132c中 去除抗蝕劑。在晶圓被輸送到第五處理模塊132e中之后，在該處理模塊中，在CH30H處理 中對(duì)具有TMR結(jié)構(gòu)的磁性層疊膜進(jìn)行RIE。晶圓被進(jìn)一步輸送到第六處理模塊132f，并且 在利用CH30H進(jìn)行RIE之后進(jìn)行離子束蝕刻(IBE)以清潔表面。在經(jīng)受過(guò)IBE的晶圓在真 空中被連續(xù)輸送之后，在第四處理模塊132d中通過(guò)等離子體化學(xué)氣相沉積(CVD)或遠(yuǎn)程等 離子體CVD而形成氮化膜、氧化膜、碳化膜等。此外，如果需要，在第二處理模塊132b中進(jìn) 行預(yù)定處理。圖14示出了利用如圖10所示的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置140進(jìn)行實(shí)際處理的情況。 假設(shè)用于在磁性阻抗隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)中的存儲(chǔ)單元部中形成TMR層疊膜的順序 的流程。膜結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為例如 Ta(20nm)/Ru(5nm)/IrMn(7nm)/CoFe(2. 5nm)/Ru(0. 9nm)/ CoFeB(3nm)/MgO(lnm)/CoFeb(3nm)/Ta(2nm)/Ru(lOnm)/Ta(30nm)。在第一處理模塊142a中進(jìn)行晶圓的蝕刻之后，通過(guò)DC濺射分別在第三處理模塊 142c中形成Ta膜(例如，20nm)、在第五處理模塊142e中形成Ru膜(例如，5nm)、在第七處 理模塊142g中形成IrMn膜(例如，7nm)和CoFe膜(例如，2. 5nm)、在第九處理模塊142i 中形成Ru膜(例如，0. 9nm)和CoFeB膜(例如，3nm)。進(jìn)一步，在第十處理模塊142 j中， 通過(guò)RF濺射形成MgO膜(例如，lnm)。此外，通過(guò)DC濺射分別在第八處理模塊142h中形 成CoFeb膜(例如，3nm)和Ta膜(例如，2nm)、在第六處理模塊142f中形成Ru膜(例如， lOnm)、在第四處理模塊142d中形成Ta膜(例如，30nm)。此外，如果需要，在第二處理模塊 142b中進(jìn)行預(yù)定處理。在上述處理中，通過(guò)RF濺射形成MgO膜。在圖14中，在142c中形 成厚度為20nm的Ta膜，在142e中形成厚度為5nm的Ru膜，然而，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模塊142c,也可以在第一個(gè)處理模塊142c中形成厚度為lOnm的Ta膜且在第二個(gè)處理模塊142c 中形成厚度為lOnm的Ta膜，于是形成總厚度為20nm的Ta膜。例如，如果142c中的膜形 成需要兩分鐘且142e中的膜形成需要一分鐘，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模塊142c，晶圓可以不用 等待處理，結(jié)果，可以提高吞吐量。在圖14中，第一處理模塊142a是蝕刻模塊。圖15示出了利用與圖14類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置150進(jìn)行實(shí)際處理的情況。 假設(shè)用于在MRAM所使用的存儲(chǔ)單元部中形成TMR層疊膜的順序的流程。膜結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì) 為例如 Ta(20nm)/Ru(5nm)/IrMn(7nm)/CoFe(2. 5nm)/Ru(0. 9nm)/CoFeB(3nm)/MgO(lnm)/ CoFeB(3nm)/Ta(2nm)/Ru(lOnm)/Ta(30nm)。在第一處理模塊152a中進(jìn)行晶圓的蝕刻之后，分別在第三處理模塊152c中形成 Ta膜(例如，20nm)、在第五處理模塊152e中形成Ru膜(例如，5nm)、在第七處理模塊152g 中形成IrMn膜(例如，7nm)和CoFe膜(例如，2. 5nm)、在第九處理模塊152i中形成Ru膜 (例如，0. 9nm)和CoFeB膜(例如，3nm)。進(jìn)一步，在第十處理模塊152 j中形成Mg膜(例 如，lnm)并且在第八處理模塊152h中氧化該Mg膜。隨后，分別在第六處理模塊152f中形 成CoFeB膜(例如，3mm)和Ta膜(例如，2nm)、在第四處理模塊152d中形成Ru膜(例如， lOnm)、在第二處理模塊152b中形成Ta膜(例如，30nm)。在上述處理中，通過(guò)DC濺射形成 Mg膜，并且隨后在氧化處理中形成MgO膜。在圖15中，在152c中形成厚度為20nm的Ta膜， 在152e中形成厚度為5nm的Ru膜，然而，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模塊152c，也可以在第一個(gè)處 理模塊152c中形成厚度為lOnm的Ta膜且在第二個(gè)處理模塊152c中形成厚度為lOnm的 Ta膜，于是形成總厚度為20nm的Ta膜。例如，如果152c中的膜形成需要兩分鐘且152e中 的膜形成需要一分鐘，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模塊152c，晶圓可以不用等待處理，結(jié)果，可以提 高吞吐量。在圖15中，第一處理模塊152a是蝕刻模塊，第八處理模塊152h是氧化模塊。圖16示出了利用與圖14類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置160進(jìn)行實(shí)際處理的情況。 假設(shè)用于形成CrOx/AlOx層疊膜、CrOx單層膜或A10x單層膜的順序的流程，其中，CrOx/ A10x層疊膜、CrOx單層膜或A10x單層膜是用在半導(dǎo)體器件中的絕緣膜。在第一處理模塊 162a中經(jīng)受過(guò)脫氣處理的晶圓被輸送到第三處理模塊162c并且在晶圓上形成Cr膜之后， 在第五處理模塊162e中通過(guò)氧化處理形成CrOx膜。A10x膜的形成是同樣的，即，在第十處 理模塊162j中形成A1膜之后，在第八處理模塊162h中通過(guò)氧化處理形成A10x膜。根據(jù) 需要的膜厚度，通過(guò)如圖16所示準(zhǔn)備多組(未示意性示出)Cr膜形成模塊(162c、162g)和 氧化模塊(162e、162i)，可以無(wú)需返回輸送就能形成CrOx膜。類(lèi)似地，根據(jù)需要的膜厚度， 通過(guò)準(zhǔn)備多組(未示意性示出)A1膜形成模塊(162j、162f)和氧化模塊(162h、162d)，可以 無(wú)需返回輸送就能形成A10x膜。在完成期望的CrOx/AlOx層疊膜、CrOx單層膜或A10x單 層膜的形成之后，在第二處理模塊162b中進(jìn)行退火處理。在圖16中，第一處理模塊162a是脫氣模塊，第五處理模塊162e、第九處理模塊 162i、第八處理模塊162h和第四處理模塊162d均為氧化模塊，第二處理模塊162b為退火 模塊。圖17示出了利用與圖14類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置170進(jìn)行實(shí)際處理的情況。 假設(shè)用于形成CrOx/AlOx層疊膜、CrOx單層膜或A10x單層膜的順序的流程，其中，CrOx/AlOx層疊膜、CrOx單層膜或AlOx單層膜是用在半導(dǎo)體器件中的絕緣膜。在第一處理模塊 172a中經(jīng)受過(guò)脫氣處理的晶圓被輸送到第三處理模塊172c并且在晶圓上形成Cr膜之后， 在第五處理模塊172e中通過(guò)氧化處理形成CrOx膜。AlOx膜的形成是同樣的，S卩，在第十處 理模塊172j中形成A1膜之后，在第八處理模塊172h中通過(guò)氧化處理形成AlOx膜。根據(jù) 需要的膜厚度，準(zhǔn)備多組(未示意性示出)Cr膜形成模塊(172c、172g)和氧化模塊(172e、 172i)，并且通過(guò)返回輸送重復(fù)膜形成和氧化。當(dāng)形成厚度為20nm的CrOx膜時(shí)，在Cr膜 形成模塊中形成厚度為lnm的Cr膜之后，在氧化模塊中氧化該Cr膜以形成厚度為2nm的 CrOx膜，隨后重復(fù)該組任務(wù)十次，從而形成厚度為20nm的CrOx膜。AlOx膜的形成也是同 樣的。在完成期望的CrOx/AlOx層疊膜、CrOx單層膜或AlOx單層膜的形成之后，在第二處 理模塊172b中進(jìn)行退火處理。在圖17中，第一處理模塊172a也是脫氣模塊，第五處理模塊172e、第九處理模塊 172i、第八處理模塊172h和第四處理模塊172d也均為氧化模塊，第二處理模塊172b也是 退火模塊。圖18示出了利用與圖14類(lèi)似的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置180進(jìn)行實(shí)際處理的情況。 假設(shè)用于形成LaAlOx膜的順序的流程，其中，LaAlOx膜是用在半導(dǎo)體器件中的絕緣膜。在 第三處理模塊182c中通過(guò)La和A1的共同濺射形成LaAl合金膜之后，在第五處理模塊182e 中通過(guò)氧化處理形成LaAlOx膜。此外，在第七處理模塊182g中通過(guò)La和A1的共同濺射 形成LaAl膜之后，在第九處理模塊182i中通過(guò)氧化處理形成LaAlOx膜。類(lèi)似地，重復(fù)膜 形成(第十處理模塊182 j)和氧化(第八處理模塊182h)、膜形成(第六處理模塊182f)和 氧化(第四處理模塊182d)。為了形成期望的LaAlOx膜，重復(fù)上述處理。在圖18中，第一處理模塊182a也是脫氣模塊，第五處理模塊182e、第九處理模塊 182i、第八處理模塊182h和第四處理模塊182d也均為氧化模塊，第二處理模塊182b也是 退火模塊。圖19示出了利用在線(xiàn)型晶圓輸送裝置190進(jìn)行實(shí)際處理的情況，除了處理模塊的 數(shù)量是八個(gè)且中間輸送室的數(shù)量是三個(gè)之外，該在線(xiàn)型晶圓輸送裝置190具有與圖14所示 的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。假設(shè)用于形成配線(xiàn)用A1膜的順序的流程，其中該配線(xiàn)用A1膜包括用在 存儲(chǔ)系統(tǒng)裝置中的通孔埋設(shè)。膜結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)為例如Ti (20nm) /TiN(60nm) /Seed-Al (200nm) / Fill-Al(450nm)/TiN(100nm)o首先，將未處理晶圓從外部(大氣側(cè))輸入到裝載室191a 并且對(duì)裝載室191a進(jìn)行排氣。接著，在未處理晶圓被輸入到第一處理模塊192a之后，對(duì)晶 圓進(jìn)行脫氣處理，并且在第三處理模塊192c內(nèi)進(jìn)行晶圓表面的預(yù)清潔。接著，將晶圓輸入 到第五處理模塊192e，并且順次形成鈦膜(例如，20nm)和TiN膜(例如，60nm)。接著，將 晶圓從第五處理模塊192e輸入到第七處理模塊192g并且形成Seed-Al膜(例如，200nm)。 接著，利用端部輸送室194e內(nèi)的輸送機(jī)構(gòu)195a將晶圓從第七處理模塊192g輸入到第八處 理模塊192h并且形成Fill-Al膜(例如，450nm)。接著，將晶圓從第八處理模塊192h輸入 到第六處理模塊192f，在上述晶圓被冷卻之后，在第四處理模塊192d或第二處理模塊192b 中形成TiN的ARC Cap膜，并且將晶圓從卸載室191b輸出到外部(大氣側(cè))。在圖19中， 在192e中形成厚度為20nm的Ti膜，在192g中形成厚度為200nm的Seed-Al膜，然而，通 過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模塊192e，也可以在第一個(gè)處理模塊192e中形成厚度為lOnm的Ti膜且 在第二個(gè)處理模塊192e中形成厚度為lOnm的Ti膜，于是形成總厚度為20nm的Ti膜。例如，如果192e中的膜形成需要兩分鐘且192g中的膜形成需要一分鐘，通過(guò)準(zhǔn)備兩個(gè)處理模 塊192e，晶圓可以不用等待處理，結(jié)果，可以提高吞吐量。在圖19中，第一處理模塊192a是脫氣模塊，第三處理模塊192c是預(yù)清潔模塊，第 六處理模塊192f是冷卻模塊。在圖10至圖19所示的實(shí)施方式中，各處理模塊被示出為具有雙臂結(jié)構(gòu)，然而，各 處理模塊也可以具有單臂結(jié)構(gòu)。表1和圖20示出了當(dāng)在本發(fā)明的晶圓輸送裝置中使用第二端輸送室時(shí)以及當(dāng)不 使用第二端輸送室時(shí)的晶圓輸送裝置的吞吐量和處理時(shí)間之間的關(guān)系。在表1中，np表示 晶圓輸送裝置所包括的處理模塊的數(shù)量，％表示一個(gè)處理模塊所需的處理時(shí)間，tK表示一 個(gè)輸送室在位于其前后的處理模塊之間輸送晶圓所需的輸送時(shí)間。表1中的最長(zhǎng)時(shí)間是所 有處理模塊中的處理的最長(zhǎng)處理時(shí)間。使用第二端輸送室時(shí)的最長(zhǎng)時(shí)間以％和tK之和計(jì) 算，不使用第二端輸送室時(shí)的最長(zhǎng)時(shí)間以tp和2tK之和計(jì)算?！癢ph(每小時(shí)的晶圓)”表示 每小時(shí)將要處理的晶圓的數(shù)量。表1示出了假設(shè)np = 6且tR = 2時(shí)并且處理時(shí)間tp被設(shè)定為當(dāng)?shù)诙溯斔褪掖?在和不存在時(shí)的多個(gè)值的吞吐量。圖20示出了縱軸表示吞吐量且橫軸表示處理時(shí)間的圖。 當(dāng)處理時(shí)間短時(shí)，第二端輸送室存在時(shí)和不存在時(shí)的差異顯著，并且可以看出通過(guò)在本發(fā) 明中使用第二端輸送室增大了晶圓輸送裝置的每單位時(shí)間的晶圓處理能力。[表1]np=處理模塊的數(shù)量tp=處理時(shí)間tK=輸送時(shí)間
權(quán)利要求
一種在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其中用于從外部輸入未處理晶圓以及將處理后晶圓輸出到外部的裝載鎖定室、被連接到所述裝載鎖定室的第一端輸送室、至少一個(gè)中間輸送室、多組處理模塊、以及被布置在與所述裝載鎖定室所在側(cè)相反的一側(cè)的端部的第二端輸送室被串聯(lián)連接，其中，各組處理模塊均由被設(shè)置成彼此相鄰并且能夠獨(dú)立進(jìn)行處理的一對(duì)處理模塊構(gòu)成，分別在所述第一端輸送室和所述中間輸送室之間、在所述中間輸送室之間、以及在所述中間輸送室和所述第二端輸送室之間各配置一組處理模塊來(lái)配置各組處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于，所述第一端輸送室、所述中間輸送室和所述第二端輸送室均具有能夠同時(shí)輸送至少兩 個(gè)晶圓的輸送機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于 所述第一端輸送室和所述第二端輸送室均具有至少一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)并至少具有彼此垂 直的第一側(cè)面和第二側(cè)面；所述中間輸送室均具有至少一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)，并且具有大致方形的平面形狀和四個(gè)側(cè)面；所述處理模塊均至少具有彼此垂直的第一側(cè)面和第二側(cè)面；所述第一端輸送室的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別被連接到構(gòu)成第一組處理模塊的一個(gè) 處理模塊的第一側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第一側(cè)面；各中間輸送室的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別被連接到位于該中間輸送室的前方且與該 中間輸送室最接近的處理模塊組中的一個(gè)處理模塊的第二側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第二 側(cè)面；各中間輸送室的第三側(cè)面和第四側(cè)面分別被連接到位于該中間輸送室的后方且與該 中間輸送室最接近的處理模塊組中的一個(gè)處理模塊的第一側(cè)面和另一個(gè)處理模塊的第一 側(cè)面；以及所述第二端輸送室的第一側(cè)面和第二側(cè)面分別被連接到位于該第二端輸送室的前方 且與該第二端輸送室最接近的處理模塊組中的一個(gè)處理模塊的第二側(cè)面和另一個(gè)處理模 塊的第二側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于所述第一端輸送室的第一和第二側(cè)面、所述中間輸送室的第一至第四側(cè)面、所述第二 端輸送室的第一和第二側(cè)面、以及所述處理模塊的第一和第二側(cè)面均具有允許晶圓通過(guò)的 水平縫；以及所述處理模塊具有用于放置晶圓的臺(tái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于所述第一端輸送室和所述第二端輸送室均具有至少一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)，各中間輸送室均具 有至少一個(gè)輸送機(jī)構(gòu)；以及屬于各組處理模塊的一對(duì)處理模塊分別經(jīng)由方向彼此垂直的兩個(gè)閘閥中的一個(gè)閘閥 被連接到與該處理模塊相鄰的輸送室中的一個(gè)輸送室并且經(jīng)由另一個(gè)閘閥被連接到與該 處理模塊相鄰的另一個(gè)輸送室。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于，當(dāng)所述第一端輸送室、所述中間輸送室和所述第二端輸送室的總數(shù)為m時(shí)，所述處理模塊的最大數(shù)量n被表示為n = 2 (m-1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于，經(jīng)由間閥連接所述裝載鎖定室、所述第一端輸送室、所述中間輸送室、所述處理模塊以 及所述第二端輸送室。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于 所述裝載鎖定室包括輸送機(jī)構(gòu)以及第一緩沖室和第二緩沖室；所述第一端輸送室具有大致方形的平面形狀和四個(gè)側(cè)面，并且所述第一端輸送室的第 三側(cè)面和第四側(cè)面分別被連接到所述第一緩沖室和所述第二緩沖室。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于 所述裝載鎖定室包括輸送機(jī)構(gòu)以及第一緩沖室和第二緩沖室； 所述第一端輸送室被連接到所述第一緩沖室和所述第二緩沖室。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的在線(xiàn)型晶圓輸送裝置，其特征在于，由所述第一端輸送室的輸送機(jī)構(gòu)將未處理晶圓從所述第一緩沖室輸入到被連接于所 述第一端輸送室的一個(gè)處理模塊，由所述第一端輸送室的輸送機(jī)構(gòu)將處理后晶圓從被連接 于所述第一端輸送室的另一個(gè)處理模塊輸出到所述第二緩沖室。
全文摘要
在線(xiàn)型晶圓輸送裝置具有如下結(jié)構(gòu)用于從外部輸入未處理晶圓以及將處理后晶圓輸出到外部的裝載鎖定室(51)、被連接到裝載鎖定室的第一端輸送室(54a)、至少一個(gè)中間輸送室(54b)、被設(shè)置成彼此相鄰并且能夠獨(dú)立處理的多組處理模塊對(duì)(52a、52b)、以及被布置在與裝載鎖定室所在側(cè)相反的一側(cè)的端部的第二端輸送室(54c)被串聯(lián)連接。分別在第一端輸送室和中間輸送室之間、在中間輸送室之間、以及在中間輸送室和第二端輸送室之間一個(gè)接一個(gè)地配置各組處理模塊(52a、52b、52c、52d)。
文檔編號(hào)H01L21/677GK101855717SQ20078010145
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者大衛(wèi)·朱利安托·賈亞普拉維拉, 榑松保美, 渡邊直樹(shù), 愛(ài)因斯坦·諾埃爾·阿巴拉 申請(qǐng)人:佳能安內(nèi)華股份有限公司